探訪奧迪百年工廠,這裡在醞釀什麼汽車「黑科技」?
在真正有機會探訪一家老牌工廠之前,我想像中它應該位於人跡罕至的荒漠中,周圍是高高圍欄和電網,顯眼的位置上寫著「禁止入內」……就算沒有著名的「臭鼬工廠」那般神秘感,也應該是戒備森嚴的,不可能隨便出入。
不久前,極客公園獲得了探訪奧迪內卡蘇姆工廠的機會,等到我置身於這家百年工廠時,才發現它遠比想像中的要開放——它的位置靠近市中心,而且有很多向公眾開放的區域。
內卡蘇姆工廠位於德國巴登-符騰堡州的內卡蘇姆(Neckarsulm)市,它的歷史可以追溯到 1873 年,前身是一家針織機械製造企業,現在則是奧迪最為重要的汽車工廠之一。
在保證安全的前提下,內卡蘇姆工厂部區域特別設立了一些針對公眾參觀的空間,讓大家可以近距離接觸到現代化汽車的生產流水線(當然,參觀工廠是不能拍照的,本文的部分照片由奧迪官方提供)。
為了進一步吸引大眾參觀,奧迪在內卡蘇姆工廠內還設立了一個「奧迪品味車苑」,這是一個集提車、展覽、活動和購物於一體的汽車文化中心。
在奧迪品味車苑參觀時,我遇到了很多帶著小孩過來的德國家長,這種「寓教於樂」的氛圍令我印象非常深刻。根據奧迪的公開資料顯示,自 2005 年 5 月開業以來,品味車苑已經吸引了超過一百萬名參觀者。
(奧迪品味車苑一角)
在我看來,內卡蘇姆工廠很好地在保密需要和對外開放上進行了平衡,讓它成為了奧迪對外展示技術實力的一個窗口。
奧迪輕量化技術的「大本營」內卡蘇姆工廠佔地面積約 100 萬平方米,僱員超過 1.6 萬人,是德國「海爾布隆-法蘭哥尼亞」經濟區內最大的企業,也是內卡蘇姆市最為重要的「城市名片」。
(鳥瞰內卡蘇姆工廠)
實際上,內卡蘇姆工廠是奧迪在德國境內僅有的兩家汽車工廠之一,目前主要負責奧迪 A8/S8、A7/S7 等車型的研發製造;另一家工廠則位於英戈爾施塔特(Ingolstadt),同時也是奧迪的總部所在地。
當被問到兩家德國工廠的特點時,內卡蘇姆的工作人員開玩笑說:「雖然我們的規模不如總部大,但是生產的車型要更加漂亮。」
實際上,除了負責多款高端車型的研發製造(包括生產跑車的全資子公司 quattro GmbH),由於在奧迪空間框架結構(ASF)上的持續研發,讓內卡蘇姆工廠正在成為奧迪非常重要的創新源泉。
內卡蘇姆工廠內設有一個輕量化設計中心(Lightweight Design Centre Neckarsulm) ,專門用於研究新型的車身材料。除此之外,為了滿足新 A8 複合材料車身的製造,奧迪還特別改造了一個全新的車身製造車間(New Audi A8 body shop)。說內卡蘇姆工廠是奧迪輕量化技術的「大本營」一點也不過分。
最近內卡蘇姆工廠正在舉辦「車身結構技術開放日」。為了配合這個活動,奧迪品味車苑花了整整一層去展示過去幾十年來奧迪在輕量化車身上的探索。包括 1994 年奧迪 A8 首次使用的鋁合金車身,到首次亮相的新 A8 將使用的複合材料車身等。
第一次集中看到這麼多「白車身」,還是非常震撼的。而在奧迪工作人員的講解中我了解到,對於鋁合金的靈活使用是輕量化車身一個非常重要的組成部分。
奧迪「玩鋁」的歷史始於上個世紀 20 年代,最早應用在對重量「斤斤計較」的賽車上。1982 年奧迪打造出了第一個鋁合金車體,到了 1991年,奧迪分別於德國 IAA 法蘭克福車展及日本東京車展推出奧迪 quattro Spyder 及 Avus quattro 兩款搭載鋁合金車體的概念車。
(Avus quattro 概念車)
而自從 1994 年第一代奧迪 A8 誕生以後,奧迪空間框架結構( ASF)便一直推進著汽車的輕量化設計向前發展。此後,奧迪按照它的設計原理生產了 100 多萬台量產車,並且不斷地進行著材料、技術和工藝的革新,於是便有了新 A8 的複合材料車身。
根據奧迪的工程師介紹,即將到來的新 A8 車身由鋁合金(佔比 58%)、高強度鋼、鎂合金和碳纖維增強聚合物(CFRP)四種材料組成。相比上代車型在重量上提高了 51kg(總重 282kg),但車身強度提高了 24%。
(新 A8 所使用的複合材料車身)
車身上多種材料的使用,帶來的最大挑戰其實在於如何將它們可靠地連接在一起,同時避免材料間的相互腐蝕。根據奧迪工程師介紹,為了保證車身的可靠性,新 A8 的車身使用了多達 14 種不同的連接工藝,其中有很多都是奧迪的「絕活」。
現代化的「車身製造車間」雖然新 A8 可能下半年就要正式亮相了,但實際上這個專門為它設立的車身車間(New Audi A8 body shop)還在緊張的測試中,並沒有正式投產。
關於這個新的車間,奧迪的工作人員公布了幾個有趣的數據。建造這座 41 米高的三層車間,使用了總重量達到 14,400 噸的鋼材,用鋼量是巴黎埃菲爾鐵塔的兩倍;新車間使用了 500 部工業機器人,整體的自動化水平則達到了 85%。
身處這個車間時,會立刻感受到現代工業所帶來的「莊嚴感」,尤其是各司其職的橙色 KUKA 機械臂彷彿就是德國人一絲不苟的化身。隨著新 A8 的臨近,相信它們很快就要投入到緊張的生產中了。
正如上文所說,複合材料的使用給連接工藝提出了更高的要求。在新車間的參觀中,奧迪工程師著重介紹了新 A8 車身所使用的 Roller hemmering (卷邊)和 Remote laser welding (遠程激光焊接)兩種鏈接工藝。
卷邊是一種「機械冷連接」技術,它用於將鋁側圍骨架連接到 B 柱、車頂弧線和門窗處的熱成型超高強度鋼板上。與前代車型的工藝相比,工程師在車門切口處實現了 36 毫米(1.4 英寸)的縮進,這意味著車輛進出更加舒適,同時也能擴大駕駛員在 A 柱的視野。
而遠程激光焊接通過精確定位焊接邊緣的激光束,顯著降低了熱裂紋的風險。據介紹這種新工藝還可以節省 95% 的批量生產成本,因為它不需要傳統激光焊接所需的昂貴的工藝控制。
而在此之前,我對於輕量化的理解還局限於「使用輕質材料進行減重」。在參觀內卡蘇姆工廠之後,尤其是近距離接觸奧迪空間框架結構(ASF)之後發現,輕量化確實是一個非常複雜的設計過程,涉及到車身結構的優化,不同材料的選用以及連接技術的使用。
實際上,雖然奧迪一直在積極地推進輕量化車身,尤其是對於鋁合金材料使用非常關注,但奧迪已經放棄了使用單一的材料去製造車身。就像開頭所說的那樣,「把正確的材料用在正確的地方」是奧迪空間框架結構( ASF)在當下所追求的設計理念。
尤其作為奧迪的旗艦轎車,新 A8 的車身並不需要單純地追求重量上的減少,更為重要的是在安全性、舒適度和重量上去尋找完美平衡。不過奧迪的工作人員也表示,新 A8 的車身重量仍然比傳統的鋼結構要輕 40%。
去年我在德國體驗奧迪 A7 自動駕駛功能時,得到的消息是新 A8 將成為配備高度自動駕駛功能的量產車型。這次前往內卡蘇姆工廠參觀,沒有獲得更多關於新 A8 自動駕駛方面的信息有點可惜,但是對於複合材料的使用確實讓它又多了一份期待。
自誕生以來,汽車工業一直是新技術的「排頭兵」。隨著以互聯網公司為代表的「新造車勢力」進入汽車製造業,「電動」、「自動駕駛」和「共享出行」成為了更受關注的汽車創新點。在這樣的大環境下,以內卡蘇姆工廠為代表老牌汽車工業正高速行駛在另一條賽道上,在底層醞釀著能夠改變未來駕駛體驗的「黑科技」。
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